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高考物理大一轮复****微专题03牛顿运动定律的应用_分别条件剖析教案新人教版_3174
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微专题03牛顿运动定律的应用——分
离条件剖析
两物体分别的特色
如图A、B两个物体靠在一同||,放在圆滑的水平面上||,质量分别为MA=3kg||,
MB=||,用水平力FB向右拉B||,FA和FB随时间的变化关系分
别为:
FA=(9-2t)N||,FB=(3+2t)N
(1)试剖析二者分别前的运动状况;
(2)求分别时二者的速度和加快度;
(3)从t=0到分别时二者经过的位移.
分析:(1)以A、B构成的系统为研究对象||,由牛顿第二定律||,得
F=FA+FB=(MA+MB)a
①
又FA=(9-2t)N||,FB=(3+2t)N
②
由①②得:F=12N||,a=43m/s2
分别前两物体一同做初速度为零的匀加快运动.
设分别前两物体之间的正压力为F′
由a=
9-2t-F′F′+3+2t
||,得t=0时||,F′=5N
MA
=
MB
因为FA随t的增添而减小||,FB随t的增添而增添||,能够判定||,分别前跟着时间的增
加||,两物体之间的正压力
F′渐渐减小||,分别时二者之间的正压力F′为零.
4
(2)分别时二者的速度和加快度相等
||,加快度仍为a=3m/
||,由加快度相等得
FA
FB
9-2t
3+2t
a=MA
=MB
=3
=
6
分别前的运动时间为
t=||,则分别时的速度
v=at=
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1
2
(3)位移s=2at=
4
答案:(1)看法析(2)
3m/s2
(3)
弹簧与物块的分别
如下图||,质量均为m=3kg的物块A、B紧挨着搁置在粗拙的水平川面上
||,物块A的左边连结一劲度系数为
k=100N/m的轻质弹簧||,弹簧另一端固定在竖直墙壁
||,现使物块B在水平外力F作用下向右做
a=2m/s2的匀加快直线运动直至与
A分别||,已知两物块与地面的动摩擦因数均为
μ=||,
g=10m/:
(1)物块A、B分别时||,所加外力F的大小;
(2)物块A、B由静止开始运动到分别所用的时间.
分析:(1)开始时弹簧的压缩量为x1
1
||,则kx=2μmg
得x1
=.
物块A、B分别时||,A、B间的互相作使劲为零.
对B:F-μmg=ma||,F=21N.
(2)物块A、B分别时||,对A有
kx2-μmg=ma||,x2=
1
又x1-x2=2at2||,
解得t=.
答案:(1)21N(2)
如下图||,一劲度系数为
k=800N/m的轻弹簧两头各焊接着两个质量均为
m=12kg的物体A和B||,物体A、
的力F在上边物体A上||,使物体A开始向上做匀加快运动||,
整个过程中弹簧都处于弹性限度内||,取g=10m/s2||,求:此过程中所加外力F的最大值和
最小值.
分析:A原静止时||,设弹簧压缩x1||,
由受力均衡和胡克定律有:kx1=mg
①
物体A向上做匀加快运动||,开始时弹簧的压缩形变量最大||,向上的弹力最大||,则所
需外力F最小||,设为F1
由牛顿第二定律:F1+kx1-mg=ma
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②
当B刚要离地时||,弹簧由缩短变成伸长||,此时弹力变成向下拉A||,则所需外力F最
大||,设为F2
对B:kx2=mg
③
对A:F2-kx2-mg=ma
④
由位移公式对A有:x1+x2=1at2
2
⑤
又t=⑥
由①②③④⑤⑥可得:
mg
12×10
x1=x2=k=
800
m=
a=
2
F1
2
=
45NF=285N
答案:285N
45N
||,劲度系数为
k的轻弹簧一端固定于墙上
||,另一端连结一物体
与A同样的物体B推物体A使弹簧压缩||,A、B与地面的动摩擦因数分别为
μA
B
A
和μ||,且μ
<μB||,开释A、B||,二者向右运动一段时间以后将会分别
||,则A、B分别时弹簧的(
)
μB+μAmg
μB+μAmg
k
k
μB-μAmg
μB-μAmg
k
k
分析:选C
弹簧压缩时A、B一同运动不会分别||,当A、B分别时其互相作使劲为
0||,
对B:μBmg=ma.
对A:μAmg+kx=ma
μB
A
mg
解得x=
-μ
k
.
||,一轻质弹簧的下端固定在水平面上
||,上端搁置一物体
(物体与弹簧不
连结)||,
F
作用在物体上||,使物体开始向
上做匀加快运动||,拉力F与物体位移x的关系如图乙所示
(g=10m/s2)||,则以下结论正确
的是( )
||,弹簧处于压缩状态
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3kg
5m/s2
分析:选D物体与弹簧分别时弹簧恢还原长
||,A错误||,
刚开始物体处于静止状态
||,有mg=kx.
拉力F1
1
+kx-mg=ma
=10N时||,F
物体与弹簧分别后
F2=30N||,F2-mg=ma
代入数据解得m=2kg||,k=500N/m=5N/cm||,a=5m/、C错误||,D正确.
||,把长方体切成质量分别为
m和M的两部分||,切面与地面的夹角为
30°||,忽
略全部摩擦||,起码用多大的水平力
F推m||,才能使m相对M上滑?
分析:以m为研究对象||,当m刚要上滑时||,m与地面恰巧分别||,m与地面之间的正
压力为零||,m受重力mg、推力F和M施加的支持力N1作用||,且在竖直方向处于均衡
||,
有:
N
cos30=°mg||,N
mg
=cos30°
1
1
以M为研究对象||,M受重力Mg、地面的支持力
N和m对M的压力N′作用||,在水平
方向||,由牛顿第二定律||,得:
N1
′sin30=Ma°||,
N′sin30mgtan°30°
由牛顿第三定律||,N11
得:a=
1
=
′=N
M
M
以m和M构成的系统为研究对象
||,由牛顿第二定律有:
m+Mmgtan30°
F=(m+M)a=
M
m+Mmgtan30°
答案:
M
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